GT1-4型钢筋调直切断机的设计（三维Proe及7张CAD图纸）
GT1-4型钢筋调直切断机的设计（三维Proe及7张CAD图纸）,GT1,型钢,筋调直,切断,设计,三维,Proe,CAD,图纸
宁波大红鹰学院
毕业设计（论文）任务书
所在学院
机械与电气工程学院
专业
机械设计制造及其自动化
班 级
12机自4班
学生姓名
朱武印
学号
指导教师
李延芳
课 题
GT1-4型调直切断机的设计
一、毕业设计（论文）工作内容与基本要求：
1. 主要任务与目标：
(1) 翻译1-2篇与课程相关的最新英文文献，文献翻译要求在2000字以上；
(2) 查阅和整理文献并提交一篇反映课题内容的文献综述，文献综述在3000字以上；
(3) 独立完成GT1-4型调直切断机的设计、总装配图，主要零件设计图，提交一份开题报告。
(4) 按照开题报告的进度计划，独立进行GT1-4型调直切断机的设计所需的数据计算，结合相关课程中涉及的经验公式与经验数据，撰写论文，论文正文不少于10000字。
2．研究途径与方法：
(1) 结合所学专业课程，通过查阅相关资料，温习相关制图软件，完成毕业设计；
(2) 查阅GT1-4型调直切断机的设计相关信息，结合专业课程制定毕业设计计划，搭建论文正文主体框架。根据GT1-4型调直切断机的系统参数及要求，拟定设计方案，选择电动机、皮带传动、减速箱等驱动装置，设计调直筒、牵行机构、切断机构、钢筋定长架和机架等主要零部件；绘制系统2D总装配图和主要零件图，进行3D造型设计；计算系统设计过程中所涉及的重要数据；撰写论文，并对格式进行标准化处理；按论文指导手册的要求完成毕业设计全部内容。
3. 设备简介及主要参数
GT1-4型调直切断机用于调直和切断直径1-4毫米钢筋，可广泛用于五金制品、工艺品及日用品生产的各个领域。该机器由进线部分、调直部分、切断部分等组成，可设定钢筋切断长度并自动落料。
主要参数如下：
² 调直钢筋直径：1-4mm；
² 自动切断长度：50-1000mm；
² 调直速度：≤25m/min；
² 调直、切断电机功率：0.5kW×2；
² 外形尺寸（长×宽×高）：2250mm×400mm×900mm；
² 整机重量：180kg。
4. 参考文献
[1] 田奇,马志奇等.钢筋及预应力机械应用技术[M]. 北京：中国建材工业出版社，2004；
[2] 纪世斌等编著.建筑机械基础[M]. 北京：清华大学出版社，2002；
[3] 田野.我国钢筋调直切断机现状及发展[J]. 河北：建筑机械化，2005；
[4] 邹慧君主编.机械运动方案设计手册[M]. 上海：上海交通大学出版社，1994；
[5] 黄靖远等编著.机械设计学[M]. 北京：机械工业出版社，2000；
[6] 李学荣.新机器机构的创造发明—机构综合[M]. 重庆:重庆出版社，1988；
[7] 刘志峰等编著.绿色设计[M]. 北京:机械工业出版社，1999；
[8] 吴宗泽编著.机械结构设计[M]. 北京:机械工业出版社，1998；
[9] 詹启贤主编.自动机械设计[M]. 北京:轻工出版社，1987；
[10] 牟志忠编著.机械零件可靠性设计[M]. 北京:机械工业出版社，1988；
[11] Chiou S.J,kota S.Autamated Conceptual Design of Mechanidms[M].
Mechanidm and Design.1999
5. 注意事项
(1) 零件图需要有图框、零件尺寸标注需规范并符合制图标准；
(2) 要求2D图总量折合为2张A0图的量以上；
(3) 最终稿2D图需转换成PDF形式保存，并提交电子文档；
(4) 英文翻译需注明原文出处，并附上PDF格式原文。
序号
起讫日期
各阶段工作内容
备注
1
2015年9月
确定论文题目，下发任务书；
2
2015年10月
查阅并撰写文献综述；
3
2015年10月
检索并翻译最新英文文献；
4
2015年11月
完成开题报告；
5
2015年12月
-2015年1月
根据GT1-4型调直切断机的系统参数及要求，拟定设计方案，选择电动机、皮带传动、减速箱等驱动装置，设计调直筒、牵行机构、切断机构、钢筋定长架和机架等主要零部件；绘制系统2D总装配图和主要零件图，进行3D造型设计；计算系统设计过程中所涉及的重要数据；
6
2016年2月-3月
撰写论文，整理所有资料并上交；
7
2016年4月
毕业设计答辩
三、专业（教研室）审批意见：
审批人（签字）：
年 月 日
工作任务与工作量要求：原则上查阅文献资料不少于18篇，其中外文资料不少于2篇；文献综述不少于3000字；文献翻译不少于2000字；毕业设计说明书或论文1篇不少于10000字。 提交相关图纸、实验报告、调研报告、译文等其它形式的成果。毕业设计（论文）撰写规范及有关要求，请查阅《宁波大红鹰学院毕业设计（论文）撰写规范》。
备注：学生一人一题，指导教师对每一名学生下达一份《毕业设计（论文）任务书》。
摘 要
GT1-4型调直切断机用于调直和切断直径1-4mm钢筋，可广泛用于五金制品、工艺品及日用品生产的各个领域。该机器由进线部分、调直部分、切断部分等组成，可设定钢筋切断长度并自动落料。
本文对钢筋调直切断机的设计进行了比较系统的研究，对钢筋调直切断机进行了分类和综合的介绍；对钢筋调直切断机的工作原理进行了系统的分析；对钢筋调直切断机的功率计算与分配、受力分析、结构设计、主要零部件设计与选择等进行了详细的介绍。对产品总体结构和工作性能进行了优化设计，达到了比较完善的设计要求，最后对钢筋调直切断机进行了总体调试。
本次设计的钢筋调直切断机为电机驱动钢筋调直切断机，用于调直直径为1-4mm的盘圆钢筋或冷拔钢筋。并且根据需要长度进行自动调直和切断，调直过程中将钢筋表面氧化皮、铁锈和污物除掉。充分发挥了其良好的机动性，体积小，操作简单，效率高等特点，在提高施工速度，保证施工质量的同时，降低了人工与材料的成本，减轻了劳动强度，提高了劳动生产率。
关键词：钢筋；调直；切断；设计
Abstract
GT1-4 type straightening cutting machine for straightening and cutting diameter of 1-4mm steel can be widely used in various fields of hardware products, crafts and daily necessities production. The machine is composed of straight line part, part cut part, set steel cutting length and automatic blanking.
The tune for a reinforced straight cutting machine design of systematic research, of reinforced straight cutting machine were classified and comprehensive presentation; of reinforced straight cutting machine principle of work analysis system; of reinforced straight cutting machine power calculation and allocation, force analysis, structure design, design of the main parts and the selection etc. were introduced in detail. The overall product structure and properties of the optimal design, meet the requirements of the design more perfect, at the end of the steel bar straightening and cutting machine for the overall debugging.
The design of reinforced straight cutting machine for motor drive reinforced straight cutting machine for straightening diameter for 1-4 of coiled steel or cold drawn bar. And according to the required length of automatic straightening and cutting, straightening process will be reinforced surface oxide skin, remove rust and dirt. Give full play to its good maneuverability, small size, simple operation, high efficiency, in improving the speed of construction to ensure construction quality, reducing the cost of labor and materials, reduce the labor intensity, improve the labor productivity.
Keywords: reinforced; straightening; cut; design
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1课题背景及意义 1
1.2 国内外发展现况 1
1.3发展前景 2
第二章 总体方案设计与参数计算 3
2.1设计要求 3
2.2方案设计 3
2.2.1原理分析 3
2.2.2调直机构方案设计 3
2.2.2切断机构设计 4
2.3主要参数计算 4
2.3.1 生产率计算 4
2.3.2 功率计算及电动机选择 5
第三章 主要零部件的设计 9
3.1第一组V带传动设计 9
3.1.1 确定设计功率 9
3.1.2 初选带的型号 9
3.1.3 确定带轮的基准直径和 9
3.1.4 确定中心距a和带的基准长度 10
3.1.5 验算小轮包角 10
3.1.6 计算带的根数 10
3.1.7 计算带作用在轴上的载荷Q 11
3.2第二组V带设计 11
3.2.1 确定设计功率 11
3.2.2 初选带的型号 11
3.2.3 确定带轮的基准直径和 11
3.2.4 确定中心距a和带的基准长度 12
3.2.5 验算小轮包角 12
3.2.6 计算带的根数 12
3.2.7 计算带作用在轴上的载荷Q 13
3.3齿轮传动设计 13
3.3.1确定齿轮传动精度等级 13
3.3.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距 14
3.3.3 验算齿面接触疲劳强度 15
3.3.4 验算齿根弯曲疲劳强度 15
3.3.5 齿轮主要参数和几何尺寸 16
3.4轴的设计 17
3.4.1 Ⅰ轴的设计 17
3.4.2 Ⅱ轴的设计 19
3.5主要零件的规格及加工要求 22
3.5.1调直筒及调直块 22
3.5.2齿轮 22
3.5.3调直机的各传动轴均安装滚动轴承 22
3.5.4传送压辊的选用和调整 23
3.5.5定长机构的选择与调整 23
第四章 基于Pro/E的三维设计 24
4.1 Pro/E三维设计软件概述 24
4.2三维设计 25
4.2.1牵引轮轴 25
4.2.2齿轮 25
4.2.3轴 26
4.2.4调直筒 26
4.2.5箱体 26
4.2.6三维装配 27
总 结 28
参考文献 29
致 谢 30
IV
宁波大红鹰学院毕业设计（论文）
第一章 绪论
1.1课题背景及意义
21世纪是一个技术创新的时代，随着我国经济建设的高速发展，钢筋混凝土结构与设计概念得到不断创新，高性能材料的开发应用使预应力混凝土技术获得高速而广泛的发展，在钢筋混凝土中，钢筋是不可缺少的构架材料，而钢筋的加工和成型直接影响到钢筋混凝土结构的强度、造价、工程质量以及施工进度。所以，钢筋加工机械是建筑施工中不可缺少的机械设备。
伴随着建筑业的发展，建筑机械成为现代工业与民用建筑施工与生产过程中不可缺少的设备。建筑生产与施工过程实现机械化、自动化、降低施工现场人员的劳动强度、提高劳动生产率以及降低生产施工成本，为建筑业的发展奠定了坚实的基础。由于建筑机械能够为建筑业提供必要的技术设备，因此成为衡量建筑业生产力水平的一个重要标志，并且为确保工程质量、降低工程造价、提高经济效益、社会效益与加快工程建设速度提供了重要的手段。所以，提高建筑机械的管理、使用、维护与维修能力，对加快建筑生产与施工速度，具有十分重要的意义。
在建筑物中，钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土机构得到广泛的应用，而钢筋作为结构中的骨架起着级其重要的作用。因此，钢筋加工机械成为建设施工工程中不可缺少的重要设备。而钢筋调直切断机作为一种重要的钢筋加工机械，是其中使用较多的一种设备。为了更快速、更有效的调直出高质量的钢筋，设计一种自动化程度高、加工质量好、结构简单，调节方便，加工品种多，工作效率高，适用于建筑、水利、桥梁等施工行业的钢筋调直切断机，既能提高生产效率和钢筋调直质量，又能简化操作程序，而且可以减轻工人的劳动强度。
1.2 国内外发展现况
钢筋矫直切断机在建筑行业运用广泛，国内外对钢筋矫直切断机的研究也比较多，国内对于钢筋矫直切断机的需求空间很广，但国内的矫直切断机只能满足一般的需求，对于一些矫直精度较高，切断质量要求也较高的钢筋就无法满足了，需要从国外进口有关设备，总体来说国内的技术还落后于国外。
由于冷轧带肋钢筋需要经矫直切断后才可使用，但目前对于冷轧带肋钢筋矫直的理论研究还不是很完善，冷轧带肋钢筋矫直的无划伤问题一直没有得到很好的解决，冷轧带肋钢筋矫直机的系统参数设计也主要是依据普通圆钢筋矫直机的有关参数。国内还没有能满足矫直性能要求的数控冷轧带肋钢筋矫直切断机，而从国外进口一台数控冷轧带肋钢筋矫直切断机需要8万美元，一般用户难以承担。市场上急需一种矫直质量较好、自动化程度及生产效率较高的矫直切断机。
国内的机器最缺少的技术就是矫直技术了，而这一方面国际上有些国家发展的较好，如前苏联，德国和日本在这方面起步较早。国内有关技术人员也在矫直理论和技术的研究方面作出了很大的努力，其中有部分成果的水平居领先地位，如列入1998河北省企业技术开发第二批计划的GTK6/12数控冷轧带肋钢筋矫直切断机已经解决了有关技术上的难题其水平已达到国内领先地位，它在提高矫直质量、保证矫直后钢筋表面无划伤的基础上，采用了数控技术，提高了自动化程度，实现了自动定长切断、记数（钢筋长度、单根重量、总重、钢筋总数）及自动停车等功能。
1.3发展前景
综上所述，我国经济建设的飞速发展为建筑行业，特别是为建筑机械的发展提供了一个广阔的发展空间，为广大生产企业提供一个展示自己的舞台。面对竞争日益激烈的我国建筑机械市场，加强企业的经营管理，加大科技投入，重视新技术、新产品的研究开发，提高产品质量和产品售后服务水平，积极、主动走向市场，使企业的产品不断地满足广大用户的需求，尽快缩短与国外先进企业的差距，无疑是我国广大钢筋调直切断机生产企业生存与发展的必由之路。
第二章 总体方案设计与参数计算
2.1设计要求
GT1-4型调直切断机用于调直和切断直径1-4毫米钢筋，可广泛用于五金制品、工艺品及日用品生产的各个领域。该机器由进线部分、调直部分、切断部分等组成，可设定钢筋切断长度并自动落料。
主要参数如下：
（1）调直钢筋直径：1-4mm；
（2）自动切断长度：50-1000mm；
（3）调直速度：≤25m/min；
（4）调直、切断电机功率：0.5kW×2；
（5）外形尺寸（长×宽×高）：2250mm×400mm×900mm；
（6）整机重量：180kg。
2.2方案设计
2.2.1原理分析
钢筋调直切断机调直切断原理如图所示：
图1-1调直切断原理
1-盘料架；2-调直筒；3-牵引轮；4-剪刀；5-定长装置；
工作时，绕在旋转架1上的钢筋，由连续旋转着的牵引辊3拉过调直筒2，并在下切剪刀4中间通过，进入受料部。当调直钢筋端头顶动定长装置的直杆5后，切断剪刀便对钢筋进行切断动作，然后剪刀有恢复原位或固定不动。
2.2.2调直机构方案设计
根据上述工作原理调直机构选用如下图所示结构：
图1-2调直机机构方案简图
1-电动机；2-调直筒
采用一台电动机作动力装置，电动机轴端安装两个V带轮，驱动调直筒和牵引机构。其牵引机构传动如下：电动机启动后，经V带轮带动减速齿轮带动一对同速反向回转齿轮，使牵引轮转动，牵引钢筋向前运动。
2.2.2切断机构设计
根据上述工作原理切断机构机构选用如下图所示结构：
图1-3 切断机构方案简图
1-曲柄轮；2-连杆；3-锤头；4-定长拉杆；5-钢筋；6-复位弹簧；7-刀台座；8-下切刀；9-上切刀；10-上切刀架；
下切刀8固定在刀座台7上，调直后的钢筋从切刀中孔中通过。上切刀9安装在刀架10上，非工作状态时，上刀架被复位弹簧6推至上方，当定长拉杆4将刀台座7拉到锤头3下面时，上刀架受到锤头的冲击向下运动，钢筋在上、下刀片间被切断。
2.3主要参数计算
2.3.1 生产率计算
（2-1）
式中：
D-牵引轮直径（mm）
N-牵引轮转速（r/min）
-每米钢筋重量（kg）
K-滑动系数，一般取K=0.95～0.98
带入相应数据得：
2.3.2 功率计算及电动机选择
调直部分：
调直筒所需的功率：
（2-2）
式中 `
调直筒的扭矩：
（2-3）
式中
带入相应数据，得：
牵引部分：
钢筋牵引功率：
（2-4）
式中
牵引轮压紧力：
（2-5）
式中
切断部分：
钢筋剪切功率：
（2-6）
式中
带入相应数据，经计算得：
钢筋切断力P：
（2-7）
式中 d-钢筋直径，mm
-材料抗剪极限强度，
带入相应数据得：
钢筋切断机动刀片的冲程数n：
(r/min) （2-8）
式中 -电动机转速，r/min
i-机械总传动比
带入相应数据得：
(r/min)
作用在偏心轮轴的扭矩M：
（2-9）
式中 -偏心距，mm
－偏心轮半径与滑块运动方向所成之角
－
L-连杆长度，mm
－偏心轮轴径的半径，mm
-偏心轮半径，mm
－滑块销半径，mm
-滑动摩擦系数，=0.10～0.15
带入相应数据得：
驱动功率N：
（2-10）
式中 -作用在偏心轮轴的扭矩，N mm
-钢筋切断次数，1/min
-传动系统总效率
带入相应数据得：
=
总功率：
考虑到摩擦损耗等因素，选电动机型号为，功率为5.5KW，转速为1440r/min.
第三章 主要零部件的设计
3.1第一组V带传动设计
设计的原始条件为：传动的工作条件，传递的功率P，主、从动轮的转速、（传动比i），传动对外廓尺寸的要求。
设计内容：确定带的型号、长度、根数；
传动中心距；
带轮基准直径及结构尺寸；
计算初拉力， 带对轴的压力
设计的步骤和方法
3.1.1 确定设计功率
考虑载荷性质和每天运转的时间等因素，设计功率要求要比传递的功率略大，即：
（2-11）
式中 P-传递的额定功率，（KW）
-工作情况系数，=1.2
4.141.2=4.97(KW)
3.1.2 初选带的型号
根据设计功率和主动轮转速=1440r/mim。选定带的型号为A型。
3.1.3 确定带轮的基准直径和
（1）选择，由，查表得 =280（mm）
（2）验算带速V，带速太高则离心力大，减小带与带轮间的压力易打滑，带速太低，要求传递的圆周力大，使带根速过多，故V应在5～25mm/s之内。
（2-12）
（3）计算从动轮基准直径：
=i ==138.57（mm） （2-13）
取标准值=140（mm）
3.1.4 确定中心距a和带的基准长度
一般取 （2-14）
计算相应于的带基准长度：
根据初定的查表，选取接近值的基准长度=1600（mm）
实际中心距： （2-15）
3.1.5 验算小轮包角
（2-16）
3.1.6 计算带的根数
取Z=2 （2-17）
式中 -包角系数，考虑包角与实验条件不符（）时对传动能力的影响
-长度系数，考虑带长与实验条件不符时对传动能力的影响
-实验条件下，单根V带所能传递的功率
-单根V带传递功率的增量
考虑传动比时，带在大轮上的弯曲应力小，故在寿命相同的条件下，可增大传递的功率，其计算式为：
（2-18）
式中 -弯曲影响系数，
-传动比系数 =1.12
3.1.7 计算带作用在轴上的载荷Q
为设计轴和轴承，应计算出V带对轴的压力Q：
（2-19）
式中 Z-带的根数
-单根V带的初拉力N
（2-20）
（2-21）
3.2第二组V带设计
设计的原始条件为：传动的工作条件，传递的功率P，主、从动轮的转速、（传动比i），传动对外廓尺寸的要求。
设计内容：确定带的型号、长度、根数；
传动中心距；
带轮基准直径及结构尺寸；
计算初拉力， 带对轴的压力
3.2.1 确定设计功率
考虑载荷性质和每天运转的时间等因素，设计功率要求要比传递的功率略大，即：
（2-22）
式中 P-传递的额定功率，KW
-工作情况系数，=1.2
1.361.2=1.632(KW)
3.2.2 初选带的型号
根据设计功率和主动轮转速=1440r/mim。选定带的型号为A型。
3.2.3 确定带轮的基准直径和
（1）选择，由，查表得 =140mm
（2）验算带速V，带速太高则离心力大，减小带与带轮间的压力易打滑，带速太低，要求传递的圆周力大，使带根速过多，故V应在5～25mm/s之内。
（2-23）
（3）计算从动轮基准直径：
=i ==280（mm） （2-24）
取标准值=280mm
3.2.4 确定中心距a和带的基准长度
一般取 （2-25）
计算相应于的带基准长度：
根据初定的查表，选取接近值的基准长度=1400（mm）
实际中心距： （2-26）
3.2.5 验算小轮包角
（2-27）
3.2.6 计算带的根数
取Z=2 （2-28）
式中 -包角系数，考虑包角与实验条件不符（）时对传动能力的影响
-长度系数，考虑带长与实验条件不符时对传动能力的影响
-实验条件下，单根V带所能传递的功率
-单根V带传递功率的增量
考虑传动比时，带在大轮上的弯曲应力小，故在寿命相同的条件下，可增大传递的功率，其计算式为：
（2-29）
式中 -弯曲影响系数，
-传动比系数 =1.12
3.2.7 计算带作用在轴上的载荷Q
为设计轴和轴承，应计算出V带对轴的压力Q：
（2-30）
式中 Z-带的根数
-单根V带的初拉力N
在闭式传动中，轮齿折断和点蚀均可能发生，设计时先按齿面接触疲劳强度确定传动主要参数，再验算齿根弯曲疲劳强度。
3.3齿轮传动设计
已知一级传递功率，小齿轮转速=720r/min,传动比i=2.7,每天1班，，预期寿命10年。
3.3.1确定齿轮传动精度等级
根据使用情况和估计速度m/s,则选用8级精度的齿轮。选择材料：小齿轮选用45号钢，调质处理，；大齿轮选用45号钢 ，正火处理，；按国家标准，分度圆上的压力角；对于正常齿，齿顶高系数，顶隙系数
计算许用应力：
（3-1）
主动轮和从动轮齿面硬度为230HBS和170HBS，，并查图得，=570Mpa,=520Mpa,查图得，=1.0，=1.14, =1.0,
=1.0,=1.0,=0.92,=1.0。
（3-2）
（3-3）
3.3.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距
小齿轮转距：
（3-4）
初取，取，查表得，
（3-5）
确定中心距：
（3-6）
取a=155mm
估计模数：m=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)×155=1.085～3.1mm,取m=3mm.
各轮齿数：
（3-7）
取
际传动比 （3-8）
传动比误差 许用
分度圆直径：
（3-9）
验算圆周速度 ,选择8级精度的齿轮合适。
3.3.3 验算齿面接触疲劳强度
因电机驱动，载荷平稳，查表，，由于速度v=3.17m/s,8级精度齿轮 ，查图得 ，轴上轴承不对称分布，且，查图得 ，齿宽b=。取b=54mm,。
查表得
载荷系数 （3-10）
计算端面和纵向重合度：
（3-11）
（3-12）
由查图得，，取u=2.7
（3-13）
=158MP 安全。
3.3.4 验算齿根弯曲疲劳强度
根据材料热处理，查图 ，查图 ，则计算出许用应力
（3-14）
（3-15）
由图得，
验算弯曲疲劳强度
（3-16）
（3-17）
安全。
3.3.5 齿轮主要参数和几何尺寸
mm
mm
mm
mm
mm
mm
同理
当3轴4轴间传动比=2.5时，齿轮主要参数和几何尺寸
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
轴4和轴5间的传动比=1，齿轮主要参数和几何尺寸
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
3.4轴的设计
3.4.1 Ⅰ轴的设计
（1）求出齿轮受力
输出轴转矩：
（5-1）
齿轮圆周力：
（5-2）
齿轮轴向力： （5-3）
齿轮径向力： （5-4）
支反力： XOY面 （垂直面）
（5-5）
XOZ面（水平面）
（5-6）
XOY面上的弯矩：
（5-7）
XOZ面上的弯矩：
（5-8）
合成弯矩：
（5-9）
当量弯矩：
（5-10）
取危险截面按当量弯矩验算直径。危险截面取左轴承处（载荷最大）及安装带轮处（轴径最小且载荷较大、有键槽）。
右轴承部位验算
（5-11）
d=45mm＞35mm,合格。
安装带轮部位验算
（5-12）
d=30mm＞20mm,合格。
该轴段有键槽，计算轴径加大4%，d=30＞20×1.04=20.8，合格
综上计算结果，该轴强度足够。
3.4.2 Ⅱ轴的设计
求出齿轮受力：
输出轴转矩：
（5-13）
圆柱齿轮
齿轮圆周： （5-14）
齿轮径向力： （5-15）
标准直齿圆锥齿轮
齿轮圆周力：
（5-15）
齿轮轴向力：
（5-16）
齿轮径向力： （5-17）
支反力 XOY面 （垂直面）
（5-18）
XOZ面（水平面）
（5-19）
XOY面上的弯矩：
（5-20）
XOZ面上的弯矩：
（5-21）
合成弯矩：
（5-22）
当量弯矩：
（5-23）
取危险截面按当量弯矩验算直径。危险截面取右轴承处（载荷最大）、安装圆柱齿轮处、安装锥齿轮处及安装偏心轮处。
右轴承处验算
（5-24）
d=35mm＞29.8mm,合格。
安装圆柱齿轮处验算
（5-25）
d=40mm＞28.4mm,合格。
该轴段有键槽，计算轴径加大4%，d=40＞28.4×1.04=29.5mm,合格。
安装锥齿轮处验算
（5-26）
d=35mm＞18mm,合格。
该轴段有键槽，计算轴径加大4%，d=35＞18×1.04=18.72mm,合格。
安装偏心轮处
（5-27）
d=25mm＞17mm,合格。
该轴段有键槽，计算轴径加大4%，d=25＞17×1.04=17.68mm，合格。
综上计算结果，该轴强度足够。
3.5主要零件的规格及加工要求
3.5.1调直筒及调直块
调直筒及调直块的尺寸要求见零件图，调直筒可用一般结构钢或碳钢制造，调直块须用厂具钢制造，并进行热处理，块的内孔要具有一定的光洁度。GT4-8型调直机的调直筒，有两套调直模，每套有五个，其中一套内径为10mm，可以调直6～8mm直径的钢筋，另一套内径为6mm，可调直5mm直径以下的钢筋。调直模用工具钢制成，并经热处理。安装时，调直模的喇叭口应全部向调直筒进口方向。
调直模偏移量的大小，要根据调直模的磨损程度和钢筋的性质通过试验确定，一般为7～10mm，但不论采用哪种方法，调直筒最外两端的两个调直模，必须在调直筒导孔的轴线上，如果发现钢筋调的不直，应及时调整调直模的偏移量。
3.5.2齿轮
调直机上的所有齿轮均采用45号钢加工制造，并须经过表面淬火等热处理。
3.5.3调直机的各传动轴均安装滚动轴承
表1-1钢筋调直切断机的轴承型号及用量
轴承名称
型号
数量
安装部位
轴承名称
型号
数量
安装部位
单列圆锥滚子轴承
7206
1
锥齿轮轴左端
单列圆锥滚子轴承
7512
1
偏心轴下端
双列向心球轴承
1307
1
锥齿轮轴右端
单列向心球轴承
306
2
下压辊轴两端
单列圆锥滚子轴承
7308
1
偏心轴上端
单列向心球轴承
306
2
上压辊轴两端
3.5.4传送压辊的选用和调整
调直机有两对钢筋传送压辊供选用，每对压辊上又有两种深度的环槽，因此应根据钢筋直径选择适当的压辊槽。一般在夹紧钢筋后，应保证上下压辊之间有3mm左右的间隙为合适。
传送钢筋的牵引力，决定于压辊间的压紧程度，压紧度要保证钢筋能顺利的被牵引前进，不应有明显的转动现象，而且在被切断的一瞬间，应能允许钢筋与压辊之间发生打滑现象。
3.5.5定长机构的选择与调整
钢筋切断长度，由定长机构自动调整，为了保证切断质量，首先要按滑动刀台的活动上切刀位置，调整其固定切刀，使上下两切刀的刃口间有1mm以内的间隙，并经常检查下切刀的锁紧螺母有无松动现象，以及上切刀的抬刀弹簧的弹性。
滑动刀台的回位是靠压缩弹簧的张力，在定尺拉杆上装有三个压缩弹簧，在调直粗钢筋时，三个弹簧同时起作用。当调直细钢筋时，只需1～2弹簧。弹簧的预紧力是以保证能可靠的回位为准。如果弹簧预紧力不足，会造成滑动刀台停留在锤头下发生连切钢筋的故障，若弹簧预紧力过大，则钢筋不易顶动顶尺板，而发生钢筋顶弯或切断尺寸不准，并造成压辊过度损伤钢筋的现象。
钢筋发生连切现象，除由于弹簧的预紧力不足外，还可能是传送压辊压力过大，或者是料槽的钢筋下落阻力过大所造成的。所以，发生不正常现象时，应立即停车检查，进行调整。
第四章 基于Pro/E的三维设计
4.1 Pro/E三维设计软件概述
Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。
Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如ProE、Pro/E、破衣、野火等等都是指Pro/Engineer软件，proe2001、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0\creo2.0等等都是指软件的版本。
Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。
（1）参数化设计
相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。但是无法在零件模块下隐藏实体特征。
（2）基于特征建模
Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。
（3）单一数据库（全相关）
Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。
Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色，实体或线框造型，完整工程图的产生及不同视图展示（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽壳（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其他相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（运动分析、人机工程分析）和工程制图能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下：
（1）特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；
（2）参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；
（3）通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计；
（4）支持大型、复杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等）。
（5）贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动）。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro/ENGINEER的基本功能。
4.2三维设计
4.2.1牵引轮轴
牵引轮轴如下图示：
图4-1输入齿轮轴
4.2.2齿轮
各齿轮设计结果如下图示：
图4-2齿轮
4.2.3轴
V带轮设计结果如下图示：
图4-3轴
4.2.4调直筒
调直筒如下图示：
图4-4 调直筒
4.2.5箱体
箱体设计结果如下图示：
图4-5 箱体
4.2.6三维装配
图4-5 总装配图
总 结
毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会，通过这次对圆柱齿轮减速器理论知识和实际设计的相结合，锻炼了我的综合运用所学专业知识，解决实际工程问题的能力，同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富，并且意志品质力，抗压能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。
这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在，提高是有限的但却是全面的，正是这一次毕业设计让我积累了许多实际经验，使我的头脑更好的被知识武装起来，也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。
顺利如期的完成本此毕业设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，但同时也发现了自己的许多不足与欠缺，留下了些许遗憾，不过不足与遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行，今后我更会关注新科技新设备新工艺的出现，并争取尽快的掌握这些先进知识，更好的为祖国的四化服务。
参考文献
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Mechanidm and Design.1999
致 谢
大学生活即将结束，在这短短的四年里，让我结识了许许多多热心的朋友、工作严谨教学相帮的教师。毕业设计的顺利完成也脱离不了他们的热心帮助及指导老师的精心指导，在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。
首先，向本设计的指导老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中，仍然尽量抽出时间对我们进行指导，时刻关心我们的进展状况，督促我们抓紧学习。老师给予的帮助贯穿于设计的全过程，从借阅参考资料到现场的实际操作，他都给予了指导，不仅使我学会书本中的知识，更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点，如何合理安排时间和论文的编写，同时在毕业设计过程中，她和我们在一起共同解决了设计中出现的各种问题。
其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，更重要的是为我们提供不少技术方面的资料，在此感谢他们，没有这些资料就不是一个完整的论文。
另外，也向给予我帮助的所有同学表示感谢。
总之，本次的设计是老师和同学共同完成的结果，在设计的一个月里，我们合作的非常愉快，教会了大我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢！
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